PLA可以做到家庭堆肥嗎？

 眾所周知，聚乳酸PLA可以在工業(yè)堆肥環(huán)境中進(jìn)行生物降解，工業(yè)堆肥的條件是高溫（58±2℃）高濕（50%左右）和需氧環(huán)境，這種環(huán)境在大自然中并不存在，因此也大大限制了PLA的廣泛應(yīng)用，如何讓PLA實(shí)現(xiàn)家庭堆肥，成為行業(yè)研究的重點(diǎn)，我們通過(guò)全球生物材料最新的研究成果和新聞報(bào)道整理出部分案例，以供參考。

法國(guó)Carbios：PLA+酶添加劑

2021年9月，法國(guó)公司Carbios公司宣布其PLA硬質(zhì)包裝獲得TÜV奧地利的OK compost HOME（家庭堆肥）認(rèn)證。該公司開(kāi)發(fā)的酶添加劑Evanesto，在生產(chǎn)PLA制品（PLA含量高達(dá)70%）中添加2-5%的比例，可以加速PLA自然生物降解，使PLA塑料適用于家庭堆肥，并能在200天內(nèi)轉(zhuǎn)化為堆肥。在制品的使用期間內(nèi)，這種酶是沒(méi)有活性的，當(dāng)在堆肥條件（溫度、濕度、PH）下時(shí)，它就會(huì)被激活，加速塑料的分解，并讓其被堆肥箱中的微生物消化。

2024年該公司把這種添加劑重新命名為Carbios Active，并進(jìn)一步介紹這種母粒是一種封裝的酶，由合作伙伴諾維信Novozymes生產(chǎn)。添加了Carbios Active母粒的PLA制品，在室溫下也能100%堆肥，也得到了北美權(quán)威機(jī)構(gòu)生物降解產(chǎn)品研究所（BPI）的進(jìn)一步驗(yàn)證，并被美國(guó)FDA列入有效食品接觸物質(zhì)（FCS）清單。（33%PLA和5%Carbios Active組成的25微米薄膜，OWS實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行的測(cè)試完全生物降解的時(shí)間為120天；95%PLA和5%Carbios Active組成的60微米薄膜，內(nèi)部測(cè)試2周內(nèi)完成完全崩解；95%PLA和5%Carbios Active組成的700微米薄膜，內(nèi)部測(cè)試6周內(nèi)完成完全崩解）

美國(guó)教授：PLA+淀粉

2023年8月，美國(guó)密歇根州立大學(xué)包裝學(xué)院的Rafael Auras團(tuán)隊(duì)已經(jīng)制造出一種聚乳酸PLA與熱塑性淀粉混合物，可在家庭和工業(yè)環(huán)境中堆肥。他們需要找到添加淀粉的最佳點(diǎn)，使得淀粉能夠被微生物攻擊和消耗，讓PLA更好地降解，而不會(huì)影響其他性能，這項(xiàng)工作發(fā)表在雜志上ACS可持續(xù)化學(xué)與工程。

三井化學(xué)：PLA紡粘無(wú)紡布

2024年5月，三井化學(xué)旭生活材料有限公司推出一種ECORISE™ PLA紡粘無(wú)紡布，這種無(wú)紡布能夠在28℃左右的家庭堆肥環(huán)境中分解，符合許多國(guó)內(nèi)外認(rèn)證機(jī)構(gòu)制定的標(biāo)準(zhǔn)，包括美國(guó)的BPI、奧地利的TÜV AUSTRIA（通過(guò)其在比利時(shí)的認(rèn)證中心）和日本的JBPA。此舉是為了應(yīng)對(duì)全球?qū)彝ザ逊嗜找嬖鲩L(zhǎng)的需求。

巴斯夫：PLA+PBAT+淀粉

巴斯夫的ecoflex®牌號(hào)PBAT于1998年進(jìn)入市場(chǎng)，是世界上更先進(jìn)的可生物降解和經(jīng)認(rèn)證可堆肥聚合物。eco?ex®也可以在家庭堆肥條件下以及農(nóng)業(yè)土壤中被微生物降解（EN 17033）。

巴斯夫2023年推出ecovio®牌號(hào)，是ecoflex®PBAT和PLA、淀粉的理想共混材料，可以在家庭堆肥條件下以及農(nóng)業(yè)土壤中被微生物生物降解，使許多應(yīng)用成為可能，是少數(shù)幾種經(jīng)過(guò)認(rèn)證的可堆肥聚合物之一，符合歐洲食品接觸法規(guī)和美國(guó)FDA食品接觸物質(zhì)通知的要求。通過(guò)獲得家庭和工業(yè)可堆肥認(rèn)證，擴(kuò)大了紙質(zhì)包裝的終端回收處理選擇。

淋膜牌號(hào)ecovio® 70 PS14H6 ，生物基含量在70-80%之間，其余為PBAT，涂有這種材料的紙張（無(wú)需粘合劑）制成的食品包裝，可以在家庭花園中或工業(yè)堆肥設(shè)施中進(jìn)行堆肥。該牌號(hào)通過(guò)了食品接觸級(jí)認(rèn)證，對(duì)液體、脂肪、油脂和礦物油類表現(xiàn)出優(yōu)異的特定阻隔性能，和在沸水（高達(dá) 100°C）下的溫度穩(wěn)定性。

膜類牌號(hào)ecovio® M 2351，專為農(nóng)業(yè)和園藝中使用的地膜而開(kāi)發(fā)的，是經(jīng)認(rèn)證的土壤生物降解級(jí)，可提高產(chǎn)量、加快收割速度以及節(jié)約用水和除草劑。

韓國(guó)CJ：PLA+PHA

2022年11月，韓國(guó)CJ生物材料公司與美國(guó)NatureWorks公司宣布，將以CJ的PHACT™和NatureWorks的Ingeo™ PLA為基礎(chǔ)，聯(lián)合研發(fā)可持續(xù)材料的解決方案。利用非晶態(tài)PHA改性PLA可以改善機(jī)械性能，如韌性和延展性，同時(shí)可以保持透明度。它還可以調(diào)節(jié)PLA的生物降解性，并有機(jī)會(huì)制造可家庭堆肥的產(chǎn)品。2023年11月，韓國(guó)CJ開(kāi)發(fā)出PHA紙張涂層技術(shù)，將具有柔韌性的PHA與具有高耐熱性的PLA混合，創(chuàng)造了這種可堆肥涂層，這項(xiàng)新技術(shù)可用于紙杯、杯面和米飯容器的紙質(zhì)包裝，其耐用性和耐熱性與PP和PE相似。雖然PLA需要在工業(yè)堆肥設(shè)施中分解，但混合PHA后提高了材料的生物降解性，甚至可以在家庭堆肥環(huán)境中分解。

美國(guó)PSI：PLA+PHA2021年5月，美國(guó)俄亥俄州的PLA薄膜技術(shù)和制造公司Plastic Suppliers,Inc.(PSI)宣布，成功完成了首個(gè)商業(yè)化生產(chǎn)的PHA-聚羥基鏈烷酸酯-家用可堆肥包裝薄膜。盡管PHA材料已經(jīng)過(guò)認(rèn)證，但在獲得全面認(rèn)證之前，該膜將經(jīng)過(guò)生物降解和家庭可堆肥性篩選。這種新型薄膜是由Danimer Scientific公司的Nodax PHA和其他生物聚合物相結(jié)合制成的，至少具有85%新碳含量，可廣泛應(yīng)用于食品、飲料、雜貨零售、快餐店、體育場(chǎng)館餐飲服務(wù)以及許多其他包裝消費(fèi)品領(lǐng)域。2022年11月，這種新型薄膜EarthFirst®獲得了TUV NF T51-800家庭堆肥認(rèn)證。

美國(guó)教授：PLA+聚酯吞噬酶

2021年4月，美國(guó)加州大學(xué)伯克利分校材料科學(xué)與工程學(xué)教授Ting Xu在《自然》雜志上發(fā)表論文，將酶包裹“隨機(jī)雜多聚體”(RHPs)中之后，可以像普通塑料一樣在170℃左右的溫度下熔化并擠壓到纖維中。要引發(fā)降解，需加水和加熱。在室溫下，80%的改性PLA纖維在一周內(nèi)能完全降解。溫度越高，降解速度越快。在工業(yè)堆肥條件下，改性PLA在50℃下6天內(nèi)降解。另一種聚酯塑料PCL（聚己內(nèi)酯）在40℃的工業(yè)堆肥條件下2天內(nèi)降解。對(duì)于PLA，她植入了一種名為蛋白酶K的酶，將PLA咀嚼成乳酸分子；對(duì)于PCL，她使用脂肪酶。這兩種酶都是價(jià)廉易得的酶。